JP2844572B2 - 直交２軸移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、アームの一端部を、このアーム
が延出する一方の軸と、この一方の軸に直交する他方の
軸の軸を有する平面内で任意の位置に移動させることの
出来る直交２軸移動装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、アームの一端部を、このアームが延出する
一方向と、この一方向に直交する他方向の２軸を有する
平面内で任意の位置に移動させることの出来る直交２軸
移動装置は種々知られており、例えば、第７図に示すよ
うに、スライドブロックａは、互いに直交する第１及び
第２のガイドロツドb,cにより夫々のガイドロツドb,cに
沿つて摺動自在に支持されている。また、このスライド
ブロツクａには、互いに直交する２本のボールねじ軸d,
eが夫々螺合した状態で貫通しており、第１のボールね
じ軸ｄは、第１のガイドロツドｂの一端に取り付けられ
た第１の駆動モータｆにより回転駆動され、第２のボー
ルねじ軸ｅは、第２のガイドロツドｃの一端に取り付け
られた第２の駆動モータｇにより回転駆動されるように
構成されている。

このように構成される従来の直交２軸移動装置にで
は、第２のガイドロツドｃの他端に注目すれば、これ
を、第１及び第２の駆動モータf,gを選択的に駆動制御
することにより、第１及び第２のガイドロツドb,cを含
む平面内において、任意の位置に移動させることが出来
ることになる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の直交２軸移動装置に
おいては、高価なボールねじ軸を２本も使用しているた
め、装置が高価になり問題である。また、第１の駆動モ
ータｆに注目すれば、これの駆動負荷となる重量は、ス
ライドブロツクａと共に、第２の駆動モータの重量もが
付加されることになり、かなり大きな値となる。この結
果、第１の駆動モータｆには、大きな容量のモータを用
いなければならず、これによりコスト高をもたらすこと
となると共に、移動部分の重量が増すことにより運動性
能が低下する問題点も指摘されている。

また、移動制御を実施する際の起点となる２軸夫々の
原点位置を、安価で確実に原点出しをするこのできる原
点検出機構が要望されている。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この
発明の目的は、２次元移動を、低コスト、運動性が良く
実現し、しかも、安価で確実に原点出し出来る直交２軸
移動装置を提供することである。

［課題を解決するための手段及び作用］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発
明に係わる直交２軸移動装置は、 一方向に沿つて延出し、固定された位置に取り付けら
れた第１のガイド部材（24a,24b）と、 この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向
に沿つて移動可能なスライドブロック（30）と、 前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このス
ライドブロックに他方向に沿つて移動可能に支持された
第２のガイド部材（34a,34b）と、 前記第１のガイド部材の両端に回動自在に支持された
第１及び第２のローラ（42,44）と、 前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持された第
３のローラ（46）と、 前記スライドブロックの４隅に回動自在に支持された
中間ローラ（48,50,52,54）と、 前記第２のガイド部材の他端に両端を固定され、前記
第１乃至第３のローラと、前記４本の中間ローラとに十
文字状に掛け渡された連結ベルト（56）と、 前記第１及び第２の固定ブロックに夫々取り付けら
れ、前記第１及び第２のローラ（42,44）を夫々回転駆
動するための第１及び第２の駆動モータ（62,72）と、 前記スライドブロックの前記一方向に沿う原点位置を
検出する第１の原点検出手段（88,96）と、 前記第２のガイド部材の前記他方向に沿う原点位置を
検出する第２の原点位置検出手段（86,94）とを具備す
ることを特徴としている。

即ち、「第１及び第２のローラ（42,44）を夫々回転
駆動」させるための「第１及び第２の駆動モータ（62,7
2）」が、例えば、互いに同一方向に回転すれば、その
「一方向」での移動が達成され、逆に、互いに反対方向
に回転すれば「他の方向」での移動が達成される。

かくして、本発明の移動装置は二次元範囲で任意の移
動を達成する。

さらに、本発明の２つの原点検出手段は、「前記一方
向に沿う原点位置と［前記第２のガイド部材の前記他方
向に沿う原点位置」を検出するので、２方向での原点出
しを確実に行うことが出来る。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置は、前記第
１のガイド部材の両端に夫々取り付けられ、前記第１及
び第２のローラを回転自在に軸支する第１及び第２の固
定ブロックと、前記第２のガイド部材の一端及び他端に
夫々取り付けられた、第３のローラを回転自在に軸支す
る第１の移動ブロック及び連結ベルトの両端が固定され
る第２の移動ブロックとを更に具備し、前記第１の原点
検出手段は、前記スライドブロックと第１または第２の
固定ブロックとの間に設けられ、前記第２の原点検出手
段は、前記スライドブロックと第１または第２の移動ブ
ロックとの間に設けられる事を特徴としている。

原点出しのための構成がさらに簡略化される。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において
は、第１及び第２の駆動モータには、夫々の回転駆動量
を検出する第１及び第２のロータリエンコーダが夫々取
り付けられている事を特徴としている。

二次元位置の位置決めが、ロータリエンコーダを用い
ることにより、さらに精度が向上したものとなる。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において
は、前記第１の原点検出手段は、第１または第２の固定
ブロツクに取り付けられた第１のホームポジシヨンセン
サと、スライドブロツクに取り付けられ、このスライド
ブロツクが第１のホームポジシヨンセンサが設けられた
側の固定ブロツクに近接した際に、この第１のホームポ
シシヨンセンサをオンさせる第１の被検出部材とを備え
る事を特徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において
は、前記第１の原点検出手段は、前記第１のホームポジ
シヨンセンサが第１の被検出部材によりオンされない位
置に一旦外れるように前記スライドブロツクを移動し、
その後、第１のホームポジシヨンセンサが第１の被検出
部材によりオンされる位置まで前記スライドブロツクを
移動するように第１及び第２の駆動モータを駆動制御
し、この後、第１及び第２のロータリエンコーダの夫々
の零相をオンするように、第１及び第２の駆動モータを
駆動制御する制御手段を備えている事を特徴としてい
る。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において
は、前記第２の原点検出手段は、第１または第２の移動
ブロツクに取り付けられた第２のホームポジシヨンセン
サと、スライドブロツクに取り付けられ、このスライド
ブロツクが第２のホームポジシヨンセンサが設けられた
側の移動ブロツクに近接した際に、この第２のホームポ
ジシヨンセンサをオンさせる第２の被検出部材とを備え
る事を特徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において
は、前記第２の原点検出手段は、前記第２のホームポジ
シヨンセンサが第２の被検出部材によりオンされない位
置に一旦外れるように前記スライドブロツクを移動し、
その後、第２のホームポジシヨンセンサが第２の被検出
部材によりオンされる位置まで前記スライドブロツクを
移動するように第１及び第２の駆動モータを駆動制御
し、この後、第１及び第２のロータリエンコーダの夫々
の零相をオンするように、第１及び第２の駆動モータを
駆動制御する制御手段を備えている事を特徴としてい
る。

［実施例］ 以下に、この発明に係わる直交２軸移動装置の一実施
例の構成を、組立ロボツトに適用した場合につき、添付
図面の第１図乃至第６図を参照して、詳細に説明する。

第１図に示すように、この組立ロボツト10は、図示し
ない土台上に設置された主モータ12と、この主モータ12
の上部に接続され、垂直軸線回りに回転駆動される駆動
軸14aを上方に向けて突出した状態で備える減速機構14
と、この減速機構14aの駆動軸14aにより垂直軸線回りに
回転駆動される所の直交２軸移動装置（以下、単に、移
動装置と呼ぶ。）16と、この移動装置16の図中左端に取
り付けられたフインガ取付板18と、このフインガ取付板
18に取着されたフインガ装置20とから、主として構成さ
れている。

次に、第２図を参照して、移動装置16の構成を詳細に
説明する。

この移動装置16は、上述した減速機構14の駆動軸14a
の上端に固定される基台22と、この基台22上に立設（Ｚ
軸方向に沿つて延出）された２本の第１のガイドシヤフ
ト24a,24bと、これら第１のガイドシヤフト24a,24bの上
端に固定された上固定ブロツク26とを備えている。そし
て、これら第１のガイドシヤフト24a,24bが第１のスラ
イドブツシユ28a,28bを夫々介して貫通した状態で、ス
ライドブロツク30がＺ軸方向に沿い摺動自在に支持され
ている。換言すれば、スライドブロック30が一対の第１
のガイドシヤフト24a,24bにより、上下方向に沿つて摺
動自在に支持されている。

このスライドブロツク30には、第２のスライドブツシ
ユ32a,32bを夫々介して貫通した状態で、一対の第２の
ガイドシヤフト34a,34bが、水平方向（Ｒ軸方向）に沿
つて摺動自在に支持されている。ここで、これら第２の
ガイドシヤフト34a,34bの一端、即ち、図中右端には、
右移動ブロツク36が取り付けられており、他端、即ち、
図中左端には、左移動ブロツク38が取り付けられてい
る。尚、上述したフインガ取付板18は、この左移動ブロ
ツク38の下面に固定されている。

このような構成により、このフインガ取付板18は、互
いに直交するＲ軸多びＺ軸の２軸を含む垂直面内におい
て、任意の位置に移動することが出来ることになる。特
に、この移動装置16は、第１図に示すように、垂直軸回
りに回動駆動される駆動軸14aに取り付けられているの
で、最終的に、このフインガ取付板18、従つて、このフ
インガ取付板18に取り付けられたフインガ装置20は、主
モータ12を中心として所定半径（即ち、Ｒ軸方向ストロ
ーク）内の任意の位置に移動することが出来ることにな
る。

次に、上述した構成において、フインガ取付板18を垂
直面内において任意の位置に移動させるための駆動機構
について説明する。

この駆動機構においては、上述いた基台22に取付ステ
イ40を介して、上述した垂直面に直交する軸線回りに回
動自在に第１の駆動ローラ42が軸支されており、また、
上述した上固定ブロツク26には、同様な状態で回動自在
に第２の駆動ローラ44が軸支されている。一方、右移動
ブロツク36には、同様な状態で回転自在に従動ローラ46
が軸支されている。

また、上述したスライドブロツク30は、正面略正方形
状に形成され、これの４隅には、上述した第１及び第２
の駆動ロータ42,44と同様な状態で、４本の中間ローラ4
8,50,52,54が回転自在に軸支されている。ここで、第１
の中間ローラ48は図中左上に、第２の中間ローラ50は図
中右上に、第３の中間ローラ52は図中右下に、そして、
第４の中間ローラ54は図中左下に、夫々位置している。

尚、上述した第１及び第２の駆動ローラ42,44と、従
動ローラ46とは、夫々の外周面に歯が形成された歯付き
ローラから構成されており、第１乃至第４の中間ローラ
48〜54は、夫々の外周面を平坦に形成され、所謂アイド
ルローラとして構成されている。

一方、これら第１及び第２の駆動ローラ42,44、従動
ローラ46、第１乃至第４の中間ローラ48〜54には、十文
字状に、連結ベルト56が捲回されている。ここで、この
連結ベルト56は、歯付きタイミングベルトから構成され
ており、この一実施例においては、この連結ベルト56
は、歯が形成された面を内側面となるようにして捲回さ
れている。

即ち、詳細には、この連結ベルト56は、左移動ブロツ
ク38に一体的に形成された係止部58の上面に一端を係止
された状態で、先ず、第１の中間ローラ48の内側の外周
面に捲回され、この後、第２の駆動ローラ44の外側の外
周面、従動ローラ46の外側の外周面、第３の中間ローラ
52の内側の外周面、第１の駆動ローラ42の外側の外周
面、そして、第４の中間ローラ54の内側の外周面に、順
次捲回され、他端を上述した係止部58の下面に係止され
るようにして、張設されている。

ここで、第１の駆動ローラ42には、これと同軸に大径
の従動プーリ60が固定されており、この従動プーリ60の
回転軸線と平行な回転軸線回りに回転駆動される駆動軸
を可逆転可能に有した第１の駆動モータ62が、上述した
基台22上に載置されている。そして、この第１の駆動モ
ータ62の駆動軸には、駆動プーリ64が同軸に固定されて
おり、この駆動プーリ64と従動プーリ60とには、エンド
レスベルト66が捲回されている。このような構成によ
り、第１の駆動モータ62が起動することにより、第１の
駆動ローラ42は時計方向、反時計方向の何れの方向に沿
つても回転駆動されることになる。

一方、第２の駆動ローラ44には、これと同軸に大径の
従動プーリ68が固定されており、この従動プーリ68の回
転軸線と平行な回転軸線回りに回転駆動される駆動軸を
可逆可能に有した第２の駆動モータ72が、取付ステイ70
を介して、上述した上固定ブロツク26に載置されてい
る。そして、この第２の駆動モータ72の駆動軸には、駆
動プーリ74が同軸に固定されており、この駆動プーリ74
と従動プーリ68とには、エンドレスベルト76が捲回され
ている。このような構成により、第２の駆動モータ72が
起動することにより、第２の駆動ローラ44は時計方向、
反時計方向の何れの方向に沿つても回転駆動されること
になる。

ここで、第１及び第２の駆動モータ62,72としては、
対応する駆動軸に、電源の供給停止に伴ないブレーキを
作用させるブレーキ機構を内蔵したタイプが採用されて
いる。尚、このブレーキ機構は、電源の投入に伴ない、
そのブレーキ作用を即座に解除するように構成されてい
る。このようなブレーキ機構を備えることにより、例え
ば、一日の作業を終了して電源を切る場合において、ス
ライドブロツク30が自重により下方に落下する事が確実
に防止されることになる。

特に、停電等により作業途中において不意に電源が切
られた場合に、このブレーキ機構がブレーキを作用させ
ないとなると、フインガ装置20に把持されていた物品
が、スライドブロツク30の下降に伴ない、例えば床等に
衝突して破損すると共に、フインガ装置20自身も破損す
ることになるが、この一実施例においては、電源の供給
停止に伴ない上述したブレーキ機構が作用して、各駆動
モータ62,72の駆動軸の回転を停止することになるの
で、このような物品の破損が確実に回避されることにな
る。

また、これら第１及び第２の駆動モータ62,72は、第
３図に示すように、対応するドライバ78,80を夫々介し
て、制御ユニツト82に接続されている。この制御ユニツ
ト82は、予め内蔵した制御プログラムに基づき、フイン
ガ装置20で把持された物品を、開始点から終了点まで移
動するように構成されている。ここで、この制御ユニツ
ト82には、この開始点や終了点、その他、必要な情報を
教示するための教示ユニツト84が接続されている。

また、この制御ユニツト82には、移動対象としての取
付板18の中心位置が、現在どの位置にあるのかを検出す
るために、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86と、Ｚ軸ホー
ムポジシヨンセンサ88と、第１の駆動モータ62に取り付
けられ、これの回転量を検出する第１のロータリエンコ
ーダ90と、第２の駆動モータ72に取り付けられ、これの
回転量を検出する第２のロータリエンコーダ92とが接続
されている。

ここで、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86とＺ軸ホーム
ポジシヨンセンサ88とは、第１図に示すように、左移動
ブロツク38の上面右端部と上固定ブロツク26の右側面下
端部とに夫々取り付けられている。そして、スライドブ
ロツク30の上面左端部には、第２のガイドシヤフト34a,
34bが図中右方に最大に偏倚した場合に、換言すれば、
取付板18が引き込まれた場合に、Ｒ軸ホームポジシヨン
センサ86に対向し、これをオンさせるＲ軸センサドグ94
が取り付けられている。また、スライドブロツク30の右
側面上端部には、スライドブロツク30が上方に最大に変
位した場合に、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88に対向
し、これをオンさせるＺ軸センサドグ96が取り付けられ
ている。

そして、この一実施例においては、Ｒ軸ホームポジシ
ヨンセンサ86とＲ軸センサドグ94と第１及び第２のロー
タリエンコーダ90,92と、これらからの検出情報に基づ
きＲ軸に関する原点出し制御動作を実行する制御ユニツ
ト82とにより、Ｒ軸原点検出機構98が構成されている。
また、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88とＺ軸センサドグ
96と第１及び第２のロータリエンコーダ90,92と、これ
らからの検出情報に基づきＺ軸に関する原点出し制御動
作を実行する制御ユニツト82とにより、Ｚ軸原点検出機
構100が構成されている。

ここで、制御ユニツト82は、取付板18が最もスライド
ブロツク30側に引き込まれ、且つ、最も上方に変位した
位置を、移動垂直面内における基準位置としてのホーム
ポジシヨンとして認識し、このホームポジシヨンから第
１及び第２のロータリエンコーダ90,92において、最初
に、零相をオンさせる位置を原点位置と規定している。
この原点出しの制御動作は後に詳細に説明する。

このように第１及び第２の駆動モータ62,72に、第１
及び第２のロータリエンコーダ90,92が夫々取り付けら
れているので、取付板38のＲ軸方向に沿う移動量及びＺ
軸方向に沿う移動量は、夫々第１及び第２のロータリエ
ンコーダ90,92における回転量を所定の演算式から求め
られることになる。

次に、以上のように構成される移動装置16において、
制御ユニツト82における移動動作の制御手順について説
明する。

先ず、この制御ユニツト82は、取付板18をＺ軸に沿つ
て下降させる場合には、第１の駆動モータ62と第２の駆
動モータ72とを、共に反時計方向に沿つて互いに同期し
た状態で回転駆動する。

ここで、第１の駆動モータ62の反時計方向の回転に伴
ない、タイミングベルト56の両端は、左移動ブロツク38
に固定されているので、左移動ブロツク38と第４の中間
ローラ54との間のタイミングベルト56の長さは変化せ
ず、第１の駆動ローラ42の第４の中間ローラ54との間の
タイミングベルト56の長さが短くなり、一方、第２の駆
動モータ72の反時計方向の回転に伴ない、左移動ブロツ
ク38と第１の中間ローラ48との間のタイミングベルト56
の長さは変化せず、第２の駆動ローラ44と第１の中間ロ
ーラ48との間のタイミングベルト56の長さが長くなる。

また、第１の駆動ローラ42と第３の中間ローラ52との
間のタイミングベルト56の部分は、第３の中間ローラ52
と従動ローラ46との間に向けて送られ、第３の中間ロー
ラ52と従動ローラ46との間のタイミングベルト56の部分
は、従動ローラ46と第２の中間ローラ50との間に向けて
送られ、従動ローラ46と第２の中間ローラ50との間のタ
イミングベルト56の部分は、第２の駆動ローラ44と第２
の中間ローラ50との間に向けて送られ、第２の駆動ロー
ラ44と第２の中間ローラ50との間のタイミングベルト56
の部分は、第２の駆動ローラ44と第１の中間ローラ48と
の間に向けて送られることになる。

尚、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動量は、互
いに同期しているので、同一に設定されているので、こ
れら送り量は同一となる。

このようにして、第１及び第４の中間ローラ48,54と
左移動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の
長さと、従動ローラ46と第２及び第３の中間ローラ50,5
2との間のタイミングベルト56の部分の長さとは、同様
に変化無く、第１の駆動ローラ42と第３及び第４の中間
ローラ52,54との間のタイミングベルト56の部分の長さ
は同様に短くなり、また、第２の駆動ローラ44と第１及
び第２の中間ローラ48,50との間のタイミングベルト56
の部分の長さは同様に長くなり、この結果、第4A図に示
すように、スライドブロツク30は、垂直下方に移動、即
ち、取付板18はＺ軸に沿い下降することになる。

一方、取付板18をＺ軸に沿い上昇させる場合には、制
御ユニツト82は、第１及び第２の駆動モータ62,72を、
共に、時計方向に沿つて、互いに同期した状態で回転駆
動する。この結果、上述した反時計方向に回転駆動する
場合とは全く逆転した状態で、第１の駆動ローラ42と第
３及び第４の中間ローラ52,54との間のタイミングベル
ト56の部分の長さは同様に長くなり、また、第２の駆動
ローラ44と第１及び第２の中間ローラ48,50との間のタ
イミングベルト56の部分の長さは同様に短くなり、この
結果、スライドブロツク30は、第4B図に示すように、垂
直上方に移動、即ち、取付板18はＺ軸に沿い上昇するこ
とになる。

また、取付板18をＲ軸に沿い左方に突出させる場合に
は、制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を時計方向
に、また、第２の駆動モータ72を反時計方向に、互いに
同期した状態で回転駆動する。

ここで、第１の駆動モータ62の時計方向の回転に伴な
い、従動ローラ46と第３の中間ローラ52との間のタイミ
ングベルト56の部分は、第３の中間ローラ52と第１の駆
動ローラ42との間に向けて送られ、第３の中間ローラ52
と第１の駆動ローラ42との間のタイミングベルト56の部
分は、第１の駆動ローラ42と第４の中間ローラ54との間
に向けて送られ、第１の駆動ローラ42と第４の中間ロー
ラ54との間のタイミングベルト56の部分は、第４の中間
ローラ54と左移動ブロツク38との間に向けて送られるこ
とになる。このようにして、第４の中間ローラ54と左移
動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の長さ
が長くなる。

一方、第２の駆動モータ72の反時計方向の回転に伴な
い、従動ローラ46と第２の中間ローラ50との間のタイミ
ングベルト56の部分は、第２の中間ローラ50との第２の
駆動ローラ44との間に向けて送られ、第２の中間ローラ
と第２の駆動ローラ44との間のタイミングベルト56の部
分は、第２の駆動ローラ44と第１の中間ローラ48との間
に向けて送られ、第２の駆動ローラ44と第１の中間ロー
ラ48との間のタイミングベルト56の部分は、第１の中間
ローラ48と左移動ブロック38との間に向けて送られるこ
とになる。このようにして、第１の中間ローラ48と左移
動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の長さ
が長くなる。

尚、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動量は、互
いに同期しているので、同一に設定されているので、こ
れら送り量は同一となる。

このようにして、第１の駆動ローラ42と第３及び第４
の中間ローラ52,54との間のタイミングベルト56の部分
の長さと、第２の駆動ローラ44と第１及び第２の中間ロ
ーラ48,50との間のタイミングベルト56の部分の長さと
は同様に変化無く、第１及び第４の中間ローラ48,54と
左移動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の
長さは同様に長くなり、また、従動ローラ46と第２及び
第３の中間ローラ50,52との間のタイミングベルト56の
部分の長さは同様に短くなり、この結果、第２のガイド
シヤフト34a,34bは、第4C図に示すように、スライドブ
ロツク30に対して左方に移動、即ち、取付板18はＲ軸に
沿い左方に突出することになる。

一方、取付板18をＲ軸に沿い右方に引き込ませる場合
には、制御ユニツト82は、第１駆動モータ62を反時計方
向に、また、第２の駆動モータ62を時計方向に沿つて、
互いに同期した状態で回転駆動する。この結果、上述し
た左方に突出させる場合とは全く逆転した状態で、第１
及び第４の中間ローラ48,54と左移動ブロック38との間
のタイミングベルト56の部分の長さは同様に短くなり、
また、従動ローラ46と第２及び第３の中間ローラ50,52
との間のタイミングベルト56の部分の長さは同様に長く
なり、この結果、第２のガイドシヤフト34a,34bは、第4
D図に示すように、スライドブロツク30に対して右方に
移動、即ち、取付板18はＲ軸に沿い右方に引き込まれる
ことになる。

ここで、取付板18を右下方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を停止した
状態で、第１の駆動モータ62のみを、反時計方向に回転
駆動する。この結果、スライドブロツク30は下降され、
また、第２のガイドシヤフト34a,34bは右方に引き込ま
れることになる。このようにして、取付板18は、右下方
に45度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を左上方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を停止した
状態で、第１の駆動モータ62のみを、時計方向に回転駆
動する。この結果、スライドブロツク30は上昇され、ま
た、第２のガイドシヤフト34a,34bは左方に突出される
ことになる。このようにして、取付板18は、左上方に45
度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を左下方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を停止した
状態で、第２の駆動モータ72のみを、反時計方向に回転
駆動する。この結果、スライドブロツク30は下降され、
また、第２のガイドシヤフト34a,34bは左方に突出され
ることになる。このようにして、取付板18は、左下方に
45度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を右上方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を停止した
状態で、第２の駆動モータ72のみを、時計方向に回転駆
動する。この結果、スライドブロック30は上昇され、ま
た、第２のガイドシヤフト34a,34bは右方に引き込まれ
ることになる。このようにして、取付板18は、右上方に
45度の傾斜角度で移動することになる。

尚、取付板18を右下方に任意の傾斜角度（例えば、水
平線に対し45度よりも小さい角度）で移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を時計方向
に回転駆動しつつ、第１の駆動モータ62を、反時計方向
に回転駆動するが、第２の駆動モータ72の駆動量を第１
の駆動モータ62の駆動量よりも小さく設定している。こ
の結果、スライドブロツク30は、第１及び第２の駆動モ
ータ62,72の駆動量の比に基づき規定される傾斜角度
で、右下方に移動することになる。

同様にして、取付板18を所定の方向に任意の傾斜角度
で移動させる場合には、制御ユニツト82は、第１及び第
２の駆動モータ62,72の回転方向、及び、回転量を適宜
設定することにより、上述した移動動作を達成すること
になる。

以上のような制御ユニツト82における第１及び第２の
駆動モータ62,72の駆動制御態様と、この駆動制御に基
づく取付板18の移動動作とをまとめると、以下の表に示
す如くなる。

即ち、以上のように構成される移動装置16において
は、従来、Ｒ軸及びＺ軸方向に夫々移動駆動するための
駆動モータが、Ｒ軸及びＺ軸に対して、夫々専用に設け
られていたことと比較して、この一実施例においては、
Ｒ軸及びＺ軸に対して共通な状態で、第１及び第２の駆
動モータ62,72が配設されることになる。そして、この
一実施例においては、両駆動モータ62,72の回転方向及
び回転量を、適宜選択することにより、上記した表に示
すように、被移動部としての取付板18は、任意な位置に
任意な経路で移動されることになる。

特に、この一実施例においては、従来のように、高価
なボールねじ軸を用いることなく、タイミングベルトを
介して、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動力を伝
達するように構成されているため、全体としての費用の
低廉化が図られることになる。

また、この一実施例においては、これら第１及び第２
の駆動モータ62,72は、基台22と上固定ブロツク26とに
取り付けられており、これら第１及び第２の駆動モータ
62,72の重量が、移動負荷として作用することがなくな
り、実際に移動される部分は、スライドブロツク30と、
左移動ブロツク58と、この移動ブロツク58に取り付けら
れた取付板18及びフインガ装置20のみとなる。このよう
にして、第１及び第２の駆動モータ62,72における駆動
容量は小さくて済むこととなり、これらモータにかかる
費用が安く済むことになる。

また、上述したように移動部分の重量が軽減されるた
め、駆動の応答性が速くなり、運動性能が向上して、動
作時間が短くて済む効果を奏することが出来ることにな
る。

以下に、以上のように構成される移動装置16における
制御ユニット82における原点出し制御動作を、第５図及
び第6A図乃至第6F図に示すフローチャートに基づいて説
明する。

まず、第５図を参照して、この一実施例における原点
出し制御動作のメインルーチンを説明する。

第５図に示すように、先ず、原点出し制御動作が起動
されると、ステツプ10において、Ｚ軸ホームポジシヨン
センサ88が、一旦、対応するＺ軸センサドグ96から外れ
る位置に至るまで、スライドブロツク30を移動（下降）
させる。また、ステツプ20におあいて、Ｒ軸ホームポジ
シヨンセンサ86が、一旦、対応するＲ軸センサドグから
外れる位置に至るまで、第２のガイドシヤフト34a,34b
をスライドブロツク30から押し出して、取付板18を図中
左方に移動させる。

このように、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88とＲ軸ホ
ームポジシヨンセンサ86を夫々オフさせた後において、
ステツプ30において、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88が
Ｚ軸センサドグ96によりオンされる位置まで、スライド
ブロツク30を移動（上昇）させる。また、ステツプ40に
おいて、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86がＲ軸センサド
グ94によりオンされる位置まで、第２のガイドシヤフト
34a,34bをスライドブロツク30に引き込ませ、取付板18
を図中右方に移動する。このステツプ30及び40におい
て、Ｚ軸及びＲ軸に関する夫々のホームポジシヨンが規
定される。

この後、ステツプ50において、第１の駆動モータ62に
接続された第１のロータリエンコーダ90において、これ
の零相がオンするまで第１の駆動モータ62を時計方向に
沿つて駆動する。また、ステツプ60において、第２の駆
動モータ72に接続された第２のロータリエンコーダ92に
おいて、これの零相がオンするまで、第２の駆動モータ
72を時計方向に沿つて駆動する。

そして、この一実施例においては、ステツプ50,60に
おいて夫々第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動が停
止されることにより、スライドブロツク30及び第２のガ
イドシヤフト34a,34bが停止する位置において、Ｚ軸及
びＲ軸における原点位置が規定されることになる。

即ち、上述したＺ軸及びＲ軸に関するホームポジシヨ
ンは、それ自体、正確に定まるものの、ロータリエンコ
ーダにおける回転角度の測定基準となる零相（Ｚ相）が
検出されてオンされない限り、このロータリエンコーダ
における回動位置は正確に把握されないことになり、従
つて、絶対値としての位置を検出することは不可能であ
る。このため、この一実施例では、夫々のホームポジシ
ヨンにおいて、ここから夫々時計方向に対応する駆動モ
ータ62,72を回転することにより、零相が最初にオンす
る位置を、原点位置と規定することにより、この原点位
置が対応するロータリエンコーダにおいて絶対値として
規定（検出）されることになる。

以下に、第6A図乃至第6F図を順次参照して、上述した
メインルーチンにおける各ステツプの詳細を説明する。

先ず、ステツプS10であるが、このステツプS10が起動
すると、ステツプS12において、Ｚ軸ホームポジシヨン
センサ88がオンしてるか否かが判別される。このステツ
プS12においてNOと判断されると、上述した次の手順で
あるステツプS20に進む。一方、ステツプS12においてYE
Sと判断、即ち、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88がオン
していると判断されると、ステツプS14において、第１
及び第２の駆動モータ62,72を共に反時計方向に回転駆
動する。このステツプS14が実行されることにより、ス
ライドブロツク30Z軸に沿つて直下方に移動（下降）す
ることになる。

そして、ステツプS16において、Ｚ軸ホームポジシヨ
ンセンサ88がオンしなくなるまで、上述したステツプS1
4は実行され、このＺ軸ホームポジシヨンセンサ88がオ
ンしなくなつた事が検出、即ち、オフしたことが検出さ
れると、ステツプS18において、第１及び第２の駆動モ
ータ62,72の反時計方向に沿う回転駆動が停止され、制
御手順はリターンする。このようにして、このステツプ
S10において、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88が、一
旦、対応するＺ軸センサドグ96から外れる位置に至るま
で、スライドブロツク30が移動（下降）することにな
る。

次に、ステツプS20であるが、このステツプS20が起動
すると、ステツプS22において、Ｒ軸ホームポジシヨン
センサ86がオンしてるか否かが判別される。このステツ
プS22においてNOと判断されると、上述した次の手順で
あるステツプS30に進む。一方、ステツプS22においてYE
Sと判断、即ち、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88がオン
していると判断されると、ステツプS24において、第１
及び第２の駆動モータ62,72を時計方向及び反時計方向
に夫々回転駆動する。このステツプS24が実行されるこ
とにより、第２のガイドシヤフト34a,34bは、スライド
ブロツク30からＲ軸に沿つて左方に移動する（押し出さ
れる）ことになる。

そして、ステツプS26において、Ｒ軸ホームポジシヨ
ンセンサ86がオンしなくなるまで、上述したステツプS2
4は実行され、このＲ軸ホームポジシヨンセンサ86がオ
ンしなくなつた事が検出、即ち、オフしたことが検出さ
れると、ステツプS28において、第１及び第２の駆動モ
ータ62,72の時計方向及び反時計方向に夫々沿う回転駆
動が停止され、制御手順はリターンする。このようにし
て、このステツプS20において、Ｒ軸ホームポジシヨン
センサ86が、一旦、対応するＲ軸センサドグ94から外れ
る位置に至るまで、第２のガイドシヤフト34a,34は、ス
ライドブロツク30から左方に移動することになる。

また、ステツプS30であるが、このステツプS30が起動
すると、ステツプS32において、第１及び第２の駆動モ
ータ62,72は、共に、時計方向に回転駆動されることに
なる。そして、この回転駆動は、ステツプS34におい
て、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88がオンするまで継続
される。ここで、ステツプS43において、Ｚ軸ホームポ
ジシヨンセンサ88がオン動作したと判断されると、ステ
ツプS36において、第１及び第２の駆動モータ62,72の回
転駆動が停止され、制御手順はリターンする。

また、ステツプS40であるが、このステツプS40が起動
すると、ステツプS42において、第１及び第２の駆動モ
ータ62,72は、反時計方向及び時計方向に夫々回転駆動
されることになる。そして、この回転駆動は、ステツプ
S44において、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86がオンす
るまで継続される。ここで、ステツプS44において、Ｒ
軸ホームポジシヨンセンサ86がオン動作したと判断され
ると、ステツプS46において、第１及び第２の駆動モー
タ62,72の回転駆動が停止され、制御手順はリターンす
る。

そして、ステツプS50であるが、このステツプS50が起
動すると、ステツプS52において、第１の駆動モータ62
は、時計方向に回転駆動されることになる。そして、こ
の回転駆動は、ステツプS54において、第１のロータリ
エンコーダ90における零相がオンするまで続行され、ス
テツプS54において、第１のロータリエンコーダ90にお
ける零相のオンが検出されると、ステツプS56におい
て、この第１の駆動モータ62の回転駆動が停止され、制
御手順はリターンする。

最後に、ステツプS60であるが、このステツプS60が起
動すると、ステツプS62において、第２の駆動モータ72
は、時計方向に回転駆動されることになる。そして、こ
の回転駆動は、ステツプS64において、第２のロータリ
エンコーダ92における零相がオンするまで続行され、ス
テツプS64において、第２のロータリエンコーダ92にお
ける零相のオンが検出されると、ステツプS66におい
て、この第２の駆動モータ72の回転駆動が停止され、制
御手順はリターンする。

以上詳述したように、この一実施例においては、特有
の構成を有する移動装置16を備えているものの、上述し
たＺ軸原点検出機構98及びＲ軸原点検出機構100を備え
れることにより、安価で、精度の良い原点出しを実行す
ることが出来ることになる。

この発明は、上述した一実施例の構成に限定されるこ
となく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可
能であることは言うまでもない。

例えば、上述した一実施例においては、被移動部とし
ての取付板18を垂直面内で移動するように説明したが、
この発明は、このような構成に限定されることなく、水
平面内で移動するように構成することも可能である。こ
の場合において、第１のガイドシヤフト24a,24bは、Ｘ
軸にそっって延出するように配設し、第２のガイドシヤ
フト34a,34bは、Ｙ軸に沿つて延出するように配設する
こととなる。

このように、取付板18を水平面内において移動する場
合においても、この発明は、垂直面内で移動させる一実
施例の場合と全く同様に作動することになる。尚、この
ように水平面内で移動させる場合においては、電源の供
給停止に伴ない、スライドブロツク30が自重により落下
する可能性が無くなるので、上述したようなブレーキ機
構は不要となる。

また、上述した一実施例においては、第１及び第２の
駆動モータ62、72への電源の供給停止に伴ない、スライ
ドブロツク30が自重により下方に移動、即ち、落下する
ことを防止するため、これら第１及び第２の駆動モータ
62,72は、対応する駆動軸の回転を停止させるブレーキ
機構を内蔵するように説明したが、この発明は、このよ
うな構成に限定されることなく、例えば、第１及び第２
の駆動モータ62,72の駆動軸に接続された第１及び第２
の駆動ローラ42,44にブレーキ機構を備えるように構成
しても良いし、従動ローラ46を軸支する軸部分にブレー
キ機構を取り付けるように構成しても良い。

また、上述した第１の実施例においては、Ｒ軸原点検
出機構98は、左移動ブロツク38に取り付けられたＲ軸ホ
ームポジシヨンセンサ86と、スライドブロツク30に取り
付けられたＲ軸センサドグ94とを備えるように説明した
が、この発明は、このような構成に限定されることな
く、例えば、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86は右移動ブ
ロツク36に取り付けるように構成しても良いし、Ｒ軸ホ
ームポジシヨンセンサ86とＲ軸センサドグ94との取り付
け位置を上述した場合と逆転した状態で取り付けるよう
にしても良いことは言うまでもない。

また、Ｚ軸原点検出機構100は、上固定ブロツク26に
取り付けられたＺ軸ホームポジシヨンセンサ88と、スラ
イドブロツク30に取り付けられたＺ軸センサドグ96とを
備えるように説明したが、この発明は、このような構成
に限定されることなく、例えば、Ｚ軸ホームポジシヨン
センサ88は基台22に取り付けるように構成しても良い
し、Ｚ軸ホームポジシヨンセンサ88とＺ軸センサドグ96
との取り付け位置を上述した場合と逆転した状態で取り
付けるようにしても良いことは言うまでもない。

また、上述した一実施例においては、駆動源として、
第１及び第２の２台の駆動モータ62,72を備えるように
説明したが、この発明は、このような構成に限定される
ことなく、１台の駆動モータを備える構成にも適用する
ことが出来ることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係わる直交２軸移動
装置によれば、低コストで、運動性が良く、安価で確実
に原点出しをすることの出来る直交２軸移動装置が提供
されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる直交２軸移動装置の一実施例
が設けられた組立ロボツトの構成を概略的に示す正面
図； 第２図は第１図に示す直交２軸移動装置の構成を取り出
して示す斜視図； 第３図は直交２軸移動装置における制御系の構成を示す
ブロツク図 第4A図乃至第4D図は、第１及び第２の駆動モータの異な
る駆動状態により、取付板の４つの移動状態を夫々概略
的に示す正面図； 第５図は制御ユニツトにおける原点出し制御動作のメイ
ンルーチンを示すフローチャート； 第6A図乃至第6F図は、第５図に示すメインルーチンの各
ステツプの詳細を示すフローチャート；そして、 第７図は従来の直交２軸移動装置の構成を概略的に示す
正面図である。 図中、10……組立ロボツト、12……主モータ、14……減
速機構、14a……駆動軸、16……直交２軸移動装置、18
……フインガ取付板、20……フインガ装置、22……基
台、24a;24b……第１のガイドシヤフト、26……上固定
ブロツク、28a;28b……第１のスライドブツシユ、30…
…スライドブロツク、32a;32b……第２のスライドブツ
シユ、34a;34b……第２のガイドシヤフト、36……右移
動ブロツク、36a……透孔、38……左移動ブロツク、40
……取付ステイ、42……第１の駆動ローラ、44……第２
の駆動ローラ、46……従動ローラ、46a……軸部分、46b
……キー、46c……ローラ本体、48;50;52;54……中間ロ
ーラ、56……連結ベルト、58……係止部、60……従動プ
ーリ、62……第１の駆動モータ、64……駆動プーリ、66
……エンドレスベルト、68……従動プーリ、70……取付
ステイ、72……第２の駆動モータ、74……駆動プーリ、
76……エンドレスベルト、78;80……ドライバ、82……
制御ユニツト、84……教示ユニツト、86……Ｒ軸ホーム
ポジシヨンセンサ、88……Ｚ軸ホームポジシヨンセン
サ、90……第１のロータリエンコーダ、92……第２のロ
ータリエンコーダ、94……Ｒ軸センサドグ、96……Ｚ軸
センサドグ、98……Ｒ軸原点検出機構、100……Ｚ軸原
点検出機構である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−136077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−81655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−64256（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−250784（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−183382（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−94353（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−1309（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭49−15852（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭48−35654（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許3611819（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 19/02 F16H 19/06

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方向に沿つて延出し、固定された位置に
   取り付けられた第１のガイド部材（24a,24b）と、 この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向に
   沿つて移動可能なスライドブロック（30）と、 前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
   イドブロックに他方向に沿つて移動可能に支持された第
   ２のガイド部材（34a,34b）と、 前記第１のガイド部材の両端に回動自在に支持された第
   １及び第２のローラ（42,44）と、 前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持された第
   ３のローラ（46）と、 前記スライドブロックの４隅に回動自在に支持された中
   間ローラ（48,50,52,54）と、 前記第２のガイド部材の他端に両端を固定され、前記第
   １乃至第３のローラと、前記４本の中間ローラとに十文
   字字状に掛け渡された連結ベルト（56）と、 前記第１及び第２の固定ブロックに夫々取り付けられ、
   前記第１及び第２のローラ（42,44）を夫々回転駆動す
   るための第１及び第２の駆動モータ（62,72）と、 前記スライドブロックの前記一方向に沿う原点位置を検
   出する第１の原点検出手段（88,96）と、 前記第２のガイド部材の前記他方向に沿う原点位置を検
   出する第２の原点位置検出手段（86,94）とを具備する
   事を特徴とする直交２軸移動装置。
2. 【請求項２】前記第１のガイド部材の両端に夫々取り付
   けられ、前記第１及び第２のローラを回転自在に軸支す
   る第１及び第２の固定ブロック（22,26）と、 前記第２のガイド部材の一端及び他端に夫々取り付けら
   れた、第３のローラを回転自在に軸支する第１の移動ブ
   ロック（36）及び連結ベルトの両端が固定された第２の
   移動ブロック（38）とを更に具備し、 前記第１の原点検出手段（88,96）は、前記スライドブ
   ロック（30）と第１または第２の固定ブロック（22又は
   26）との間に設けられ、 前記第２の原点検出手段（86,94）は、前記スライドブ
   ロック（30）と第１または第２の移動ブロック（36又は
   38）との間に設けられる事を特徴とする請求項第１項に
   記載の直交２軸移動装置。
3. 【請求項３】前記第１及び第２の駆動モータには、夫々
   の回転駆動量を検出する第１及び第２のロータリエンコ
   ーダ（90,92）が夫々取り付けられている事を特徴とす
   る請求項第１項に記載の直交２軸移動装置。
4. 【請求項４】前記第１の原点検出手段は、第１または第
   ２の固定ブロックに取り付けらた第１のホームポジショ
   ンセンサ（88）と、スライドブロックに取り付けられ、
   このスライドブロックが第１のホームポジションセンサ
   が設けられた側の固定ブロックに近接した際に、この第
   １のホームポジションセンサをオンさせる第１の被検出
   部材（96）とを備える事を特徴とする請求項第３項に記
   載の直交２軸移動装置。
5. 【請求項５】前記第１の原点検出手段は、前記第１のホ
   ームポジションセンサが第１の被検出部材によりオンさ
   れない位置に一旦外れるように前記スライドブロックを
   移動し、その後、第１のホームポジションセンサが第１
   の被検出部材によりオンされる位置まで前記スライドブ
   ロックを駆動するように第１及び第２の駆動モータを駆
   動制御し、この後、第１及び第２のロータリエンコーダ
   の夫々の零相をオンするように、第１及び第２の駆動モ
   ータを駆動制御する制御手段を備えている事を特徴とす
   り請求項第４項に記載の直交２軸移動装置。
6. 【請求項６】前記第２の原点検出手段は、第１または第
   ２の移動ブロックに取り付けられた第２のホームポジシ
   ョンセンサ（86）と、スライドブロックに取り付けら
   れ、このスライドブロックが第２のホームポジションセ
   ンサが設けられた側の移動ブロックに近接した際に、こ
   の第２のホームポジションセンサをオンさせる第２の被
   検出部材（94）とを備える事を特徴とする請求項第３項
   に記載の直交２軸移動装置。
7. 【請求項７】前記第２の原点検出手段は、前記第２のホ
   ームポジションセンサが第２の被検出部材によりオンさ
   れない位置に一旦外れるように前記スライドブロックを
   移動し、その後、第２のホームポジションセンサが第２
   の被検出部材によりオンされる位置まで前記スライドブ
   ロックを移動するように第１及び第２の駆動モータを駆
   動制御し、この後、第１及び第２のロータリエンコーダ
   の夫々の零相をオンするように、第１及び第２の駆動モ
   ータを駆動制御する制御手段を備えている事を特徴とす
   る請求項第６項に記載の直交２軸移動装置。